水基溶液法制备CZTS薄膜的元素比例调控研究

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• 论文作者：林煌丁 ; 方浩 ; 孙泰 ; 冷重钱 ; 张风燕
• 年：2017
• 作者机构：厦门大学能源学院;中国科学院重庆绿色智能技术研究院;
• 论文关键词：CZTS ; 太阳电池 ; 无毒 ; 低成本 ; 水基溶液法 ; 元素比例
• 会议召开时间：2017-05-27
• 会议录名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会论文集
• 英文会议录名称：Abstract Book of the 4th Conference on New Generation Solar Cells
• 语种：中文
• 分类号：TM914.42
• 学会代码：ZKYQ
• 会议名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会
• 会议地点：中国北京
• 主办单位：中国可再生能源学会光化学专业委员会
• 学会名称：中国科学院物理研究所清洁能源实验室
• 页数：1
• 文件大小：787k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

铜锌锡硫(CZTS)薄膜具有组分无毒且储量丰富、高的光吸收系数(10~4 cm~(-1))、适合且可调控的直接带隙(1.0-1.5 eV)等特性,被视为是制备绿色、低成本薄膜太阳电池的最佳吸收层材料之一~([1])。相较于真空法~([2,3])和有机溶剂法~([4,5]),水基溶液法~([6])有望成为更加环保、工艺简单、成本低的大规模商业化生产技术。为弥补退火和硒化过程中的元素损失,本研究以水为溶剂、单质硫和硫脲为硫源、铜锌的硝酸盐和单质锡为金属源,通过调节改进各元素比例,合成了尺寸均匀(~10-20 nm)、稳定的CZTS墨水,采用旋涂、退火和硒化工艺,获得了表面形貌均匀、杂相少的CZTS薄膜,为开发绿色低成本的CZTS薄膜太阳电池提供了新思路。

引文

[1]Mitzi DB,Gunawan O,Todorov TK,Wang K,Guha S,Solar Energy Materials and Solar Cells2011,95,1421.
    [2]Jimbo K,Kimura R,Kamimura T,Yamada S,Maw WS,Araki H,Oishi K,Katagiri H,Thin Solid Films,2007,515,5997.
    [3]Platzer-Bjorkman C,Scragg J,Flammersberger H,Kubart T,Edoff M,Solar Energy Materials and Solar Cells,2012,98,110.
    [4]Xin H,Katahara JK,Braly IL,Hillhouse HW,Advance Energy Materials,2014,4,1301823.
    [5]Wang W,Winkler MT,Gunawan O,Gokmen T,Todorov TK,Zhu Y,Mitzi DB,Advance Energy Materials,2014,4,1301465.
    [6]Zhong J,Xia Z,Zhang C,Li B,Liu X,Cheng YB,Tang J,Chemistry of Materials,2014,26,3573.